JPH03161928A - 半導体装置の製造方法及び製造装置 - Google Patents
半導体装置の製造方法及び製造装置Info
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- JPH03161928A JPH03161928A JP30152889A JP30152889A JPH03161928A JP H03161928 A JPH03161928 A JP H03161928A JP 30152889 A JP30152889 A JP 30152889A JP 30152889 A JP30152889 A JP 30152889A JP H03161928 A JPH03161928 A JP H03161928A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔目次〕
概要
産業上の利用分野
従来の技術(第6図.第7図)
発明が解決しようとする課題
課題を解決するための手段
作用
実施例
(a)本発明の第1の実施例の説明(第1図,第2図,
第3図) (b)本発明の第2の実施例の説明(第3図,第4図,
第5図) (c)本発明の他の実施例の説明 発明の効果 〔概 要〕 電子サイクロトロン共鳴によってプラズマを発生させて
ターゲットに供給する半導体装置の製造方法およびEC
Rプラズマエッチング装置やF, CRプラズマCVD
装置のように、電子サイクロトロン共鳴によってプラズ
マを発生させてターゲットに供給する機構を備えた半導
体製造装置に関し、膜のエッチング速度や膜成長速度を
大きくすることを目的とし、 共鳴磁界が発生した領域にマイクロ波及び反応ガスを導
入して前記反応ガスのプラズマを発生させ、前記プラズ
マを被処理基板表面に移動させて前記被処理基板の処理
を施す半導体装置の製造方法において、 共鳴磁界発生領域から前記被処理基板に向けて形成され
る磁界の強度を緩やかに減少させることを含み構或し、 または、共鳴磁界が発生した領域にマイクロ波及び反応
ガスを導入して前記反応ガスのプラズマを発生させ、前
記プラズマを被処理基板の表面に移動させて前記被処理
基板に処理を施す半導体装置の製造方法において、 共鳴磁界発生領域から被処理基板までの間で5ラー磁界
を発生させ、且つ前記ミラー磁界は、共鳴磁界発生領域
から被処理基板までの間の二分の一の地点から共鳴磁界
発生領域側で、極小値から極大値へと変化し、再び減少
を開始することを含み構或する。
第3図) (b)本発明の第2の実施例の説明(第3図,第4図,
第5図) (c)本発明の他の実施例の説明 発明の効果 〔概 要〕 電子サイクロトロン共鳴によってプラズマを発生させて
ターゲットに供給する半導体装置の製造方法およびEC
Rプラズマエッチング装置やF, CRプラズマCVD
装置のように、電子サイクロトロン共鳴によってプラズ
マを発生させてターゲットに供給する機構を備えた半導
体製造装置に関し、膜のエッチング速度や膜成長速度を
大きくすることを目的とし、 共鳴磁界が発生した領域にマイクロ波及び反応ガスを導
入して前記反応ガスのプラズマを発生させ、前記プラズ
マを被処理基板表面に移動させて前記被処理基板の処理
を施す半導体装置の製造方法において、 共鳴磁界発生領域から前記被処理基板に向けて形成され
る磁界の強度を緩やかに減少させることを含み構或し、 または、共鳴磁界が発生した領域にマイクロ波及び反応
ガスを導入して前記反応ガスのプラズマを発生させ、前
記プラズマを被処理基板の表面に移動させて前記被処理
基板に処理を施す半導体装置の製造方法において、 共鳴磁界発生領域から被処理基板までの間で5ラー磁界
を発生させ、且つ前記ミラー磁界は、共鳴磁界発生領域
から被処理基板までの間の二分の一の地点から共鳴磁界
発生領域側で、極小値から極大値へと変化し、再び減少
を開始することを含み構或する。
本発明は、半導体装置の製造方法および半導体製造装置
に関し、より詳しくは、電子ザイクロトロン共鳴によっ
てプラズマを発生させてターゲットに供給する半導体装
置の製造方法およびECRプラズマエッチング装置やE
CRプラズマCVD装置のように、電子サイクロトロン
共鳴によってプラズマを発生させてターゲットに供給す
る機構を備えた半導体製造装置に関する。
に関し、より詳しくは、電子ザイクロトロン共鳴によっ
てプラズマを発生させてターゲットに供給する半導体装
置の製造方法およびECRプラズマエッチング装置やE
CRプラズマCVD装置のように、電子サイクロトロン
共鳴によってプラズマを発生させてターゲットに供給す
る機構を備えた半導体製造装置に関する。
半導体装置を形成する場合のエッチング工程や威膜工程
においては、電子サイクロトロン共鳴によるプラズマを
利用したE C R (electron cyclo
tron resonance)プラズマCVD装置や
ECRプラズマエッチング装置が採用されている。
においては、電子サイクロトロン共鳴によるプラズマを
利用したE C R (electron cyclo
tron resonance)プラズマCVD装置や
ECRプラズマエッチング装置が採用されている。
例えば、ECRプラズマエッチング装置は、第6図に示
すように、プラズマ発生室50をマグネット51で囲み
、その中に共鳴磁界を発生させるとともに、プラズマ発
生室50にマイクロ波導入口52を設けて磁界Hの方向
にマイクロ波を導入し、マイクロ波により励起したガス
をサイクロトロン共鳴によりプラズマ化し、これを電界
Eにより搬送して反応室53内の基板Wに供給し、基板
W上の膜をエッチングするように構威されている。
すように、プラズマ発生室50をマグネット51で囲み
、その中に共鳴磁界を発生させるとともに、プラズマ発
生室50にマイクロ波導入口52を設けて磁界Hの方向
にマイクロ波を導入し、マイクロ波により励起したガス
をサイクロトロン共鳴によりプラズマ化し、これを電界
Eにより搬送して反応室53内の基板Wに供給し、基板
W上の膜をエッチングするように構威されている。
〔発明が解決しようとする課題]
しかし、プラズマ発生室50で発生した磁界の強度は、
第7図に例示するように、反応室53内において急速に
減少するために、ターゲット付近でプラズマ密度が急速
に下がり、電界已によるプラズマの輸送効率が悪くなっ
て基仮Wに到達する量が大幅に減少し、エソチング速度
が小さくなるといった問題がある。
第7図に例示するように、反応室53内において急速に
減少するために、ターゲット付近でプラズマ密度が急速
に下がり、電界已によるプラズマの輸送効率が悪くなっ
て基仮Wに到達する量が大幅に減少し、エソチング速度
が小さくなるといった問題がある。
また、ECRプラズマCVD装置により膜を形成する場
合にも、基板Wに到達するガスプラズマの量が少なくな
り、膜の或長速度が遅くなるといった不都合がある。
合にも、基板Wに到達するガスプラズマの量が少なくな
り、膜の或長速度が遅くなるといった不都合がある。
もとより、基板Wをプラズマ発生室50に近づけてエッ
チングや威膜に達するプラズマの量を増やすことも可能
であるが、プラズマ発生点から近い領域においては、イ
オンの方向性が乱れているためイオンが基板W面に対し
て垂直にならず、サイドエッチングが発生したり、形成
された膜の質が悪くなるといった不都合がある。
チングや威膜に達するプラズマの量を増やすことも可能
であるが、プラズマ発生点から近い領域においては、イ
オンの方向性が乱れているためイオンが基板W面に対し
て垂直にならず、サイドエッチングが発生したり、形成
された膜の質が悪くなるといった不都合がある。
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであって
、膜のエッチング速度や膜成長速度を速くすることがで
きる半導体装置の製造装置を提供することを目的とする
。
、膜のエッチング速度や膜成長速度を速くすることがで
きる半導体装置の製造装置を提供することを目的とする
。
上記した課題は、第1図に例示するように、共鳴磁界が
発生した領域にマイクロ波及び反応ガスを導入して前記
反応ガスのプラズマを発生させ、前記プラズマを被処理
基板表面に移動させて前記被処理基板の処理を施す半導
体装置の製造方法において、共鳴磁界発生領域から前記
被処理基板に向けて形成される磁界の強度を緩やかに減
少させることを特徴とする第1の発明の半導体装置の製
造方法、 または、共鳴磁界を発生させる磁界発生器と、該共鳴磁
界の発生領域にマイクロ波を導入するマ9 イクロ波導入部と、前記共鳴磁界の発生領域において生
成されたプラズマを被処理基板に向けて移動させる電界
を形成する電界発生器と、前記共鳴磁界発生領域から前
記被処理基板に向けて形成される磁界の強度を緩やかに
減少させる磁界調整器とを備えたことを特徴とする第2
の発明の半導体製造装置により、 または、第4図に例示するように、共鳴磁界が発生した
領域にマイクロ波及び反応ガスを導入して前記反応ガス
のプラズマを発生させ、前記プラズマを被処理基板の表
面に移動させて前記被処理基板に処理を施す半導体装置
の製造方法において、共鳴磁界発生領域から被処理基板
までの間でミラー磁界を発生させ、且つ前記ミラー磁界
は、共鳴磁界発生領域から被処理基板までの間の二分の
一の地点から共鳴磁界発生領域側で、極小値から極大値
へと変化し、再び減少を開始することを特徴とする第3
の発明の半導体装置の製造方法、または、共鳴磁界を発
生させる共鳴磁界発生手段及び該共鳴磁界の発生領域近
傍にミラー磁界を10 発生させるミラー磁界発生手段と、前記共鳴磁界の発生
領域にマイクロ波を導入するマイクロ波導入部と、前記
共鳴磁界の発生領域において生成されたプラズマを、前
記ミラー磁界を通して被処理基板に向けて移動させる電
界を形成する電界発生器とを備え、前記ミラー磁界発生
手段は、共鳴磁界発生領域から被処理基板までの間の二
分のーの地点から共鳴磁界側でミラー磁界が極小値から
極大値に変化、再び減少を開始する様に設定されること
を特徴とする第4の発明の半導体装置の製造装置により
解決する。
発生した領域にマイクロ波及び反応ガスを導入して前記
反応ガスのプラズマを発生させ、前記プラズマを被処理
基板表面に移動させて前記被処理基板の処理を施す半導
体装置の製造方法において、共鳴磁界発生領域から前記
被処理基板に向けて形成される磁界の強度を緩やかに減
少させることを特徴とする第1の発明の半導体装置の製
造方法、 または、共鳴磁界を発生させる磁界発生器と、該共鳴磁
界の発生領域にマイクロ波を導入するマ9 イクロ波導入部と、前記共鳴磁界の発生領域において生
成されたプラズマを被処理基板に向けて移動させる電界
を形成する電界発生器と、前記共鳴磁界発生領域から前
記被処理基板に向けて形成される磁界の強度を緩やかに
減少させる磁界調整器とを備えたことを特徴とする第2
の発明の半導体製造装置により、 または、第4図に例示するように、共鳴磁界が発生した
領域にマイクロ波及び反応ガスを導入して前記反応ガス
のプラズマを発生させ、前記プラズマを被処理基板の表
面に移動させて前記被処理基板に処理を施す半導体装置
の製造方法において、共鳴磁界発生領域から被処理基板
までの間でミラー磁界を発生させ、且つ前記ミラー磁界
は、共鳴磁界発生領域から被処理基板までの間の二分の
一の地点から共鳴磁界発生領域側で、極小値から極大値
へと変化し、再び減少を開始することを特徴とする第3
の発明の半導体装置の製造方法、または、共鳴磁界を発
生させる共鳴磁界発生手段及び該共鳴磁界の発生領域近
傍にミラー磁界を10 発生させるミラー磁界発生手段と、前記共鳴磁界の発生
領域にマイクロ波を導入するマイクロ波導入部と、前記
共鳴磁界の発生領域において生成されたプラズマを、前
記ミラー磁界を通して被処理基板に向けて移動させる電
界を形成する電界発生器とを備え、前記ミラー磁界発生
手段は、共鳴磁界発生領域から被処理基板までの間の二
分のーの地点から共鳴磁界側でミラー磁界が極小値から
極大値に変化、再び減少を開始する様に設定されること
を特徴とする第4の発明の半導体装置の製造装置により
解決する。
第l図に示すように、第1および第2の発明によれば、
共鳴磁界からターゲッl−13への磁界の減少を緩やか
にする磁界調整器9を設けたので、プラズマを効率良く
輸送し、ターゲット13に到達するイオンの量を増加す
るとともに、イオンがターゲット13に到達する際に、
垂直に移動させることになる。
共鳴磁界からターゲッl−13への磁界の減少を緩やか
にする磁界調整器9を設けたので、プラズマを効率良く
輸送し、ターゲット13に到達するイオンの量を増加す
るとともに、イオンがターゲット13に到達する際に、
垂直に移動させることになる。
11
この結果、多くのプラズマをターゲット13に垂直に供
給することが可能になり、エッチングや或膜に寄与する
ガズプラズマの量を増加させてエッチング速度や膜成長
速度を高くすることになる。
給することが可能になり、エッチングや或膜に寄与する
ガズプラズマの量を増加させてエッチング速度や膜成長
速度を高くすることになる。
また、第4図に示すように、第3および第4の発明によ
れば、共鳴磁界の近傍にミラー磁界を発生させるマグネ
ット27、28を設けたので、共鳴磁界で発生したプラ
ズマを鴫ラー磁界により閉じ込めてプラズマの密度を高
めることができ、電界によってターゲット13に移動さ
れるプラズマの量を増加させることになる。
れば、共鳴磁界の近傍にミラー磁界を発生させるマグネ
ット27、28を設けたので、共鳴磁界で発生したプラ
ズマを鴫ラー磁界により閉じ込めてプラズマの密度を高
めることができ、電界によってターゲット13に移動さ
れるプラズマの量を増加させることになる。
したがって、多くのプラズマをターゲット13に供給す
ることが可能になり、エッチングや成膜に寄与するガズ
プラズマの量が増加してエッチング速度や膜成長速度を
高くすることになる。
ることが可能になり、エッチングや成膜に寄与するガズ
プラズマの量が増加してエッチング速度や膜成長速度を
高くすることになる。
さらに、これら第1〜第4の発明を組み合わせて、ミラ
ー磁場形状を緩やかに減少させることにより、よりエッ
チングや或膜に寄与するガスプラズマの量を増加させ、
エッチング速度や膜成長速度を高くすることになる。
ー磁場形状を緩やかに減少させることにより、よりエッ
チングや或膜に寄与するガスプラズマの量を増加させ、
エッチング速度や膜成長速度を高くすることになる。
12
[実施例]
そこで、以下に本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。
る。
(a)本発明の第1の実施例の説明
第1図は、本発明の一実施例を示ずECRプラズマエン
チング装置の構或図であって、図中符号1は、共鳴サイ
クロトロン現象によりプラズマを発生させる円筒状のプ
ラズマ生戒室で、その周囲には、マグネット2が取り付
けられており、このマグネット2によりプラズマ生或室
1内で共鳴磁界H,を発生させて、荷電粒子を磁界H,
の周りにサイクロトロン振動数で円運動させるように構
威されている。
チング装置の構或図であって、図中符号1は、共鳴サイ
クロトロン現象によりプラズマを発生させる円筒状のプ
ラズマ生戒室で、その周囲には、マグネット2が取り付
けられており、このマグネット2によりプラズマ生或室
1内で共鳴磁界H,を発生させて、荷電粒子を磁界H,
の周りにサイクロトロン振動数で円運動させるように構
威されている。
3は、プラズマ生或室lの外端部に接続されるマイクロ
波導入管で、その接続部分には石英等よりなるマイクロ
波導入口4が設けられており、プラズマ生成室1に導入
された酸素等のガスを励起するように構威されている。
波導入管で、その接続部分には石英等よりなるマイクロ
波導入口4が設けられており、プラズマ生成室1に導入
された酸素等のガスを励起するように構威されている。
5は、プラズマ生或室1の磁界H方向側に隣設13
された反応室で、プラズマ生戒室1との間に設けた仕切
板6にはガスプラズマを通すための開口7が設けられ、
また、開口7に対向する位置には電極8が取付けられ、
さらに、反応室5の外周のうちのプラズマ生成室1寄り
にはマグネット9が取付けられており、開口7を通して
プラズマ生或室1から出た磁界を反応室5内で緩やかに
減少させることにより(第2図)、ガスプラズマの発散
を抑制して電極8上の基板l3に到達する量を多くする
ように構威されている。
板6にはガスプラズマを通すための開口7が設けられ、
また、開口7に対向する位置には電極8が取付けられ、
さらに、反応室5の外周のうちのプラズマ生成室1寄り
にはマグネット9が取付けられており、開口7を通して
プラズマ生或室1から出た磁界を反応室5内で緩やかに
減少させることにより(第2図)、ガスプラズマの発散
を抑制して電極8上の基板l3に到達する量を多くする
ように構威されている。
10は、電極8と接地線GNDの間に接続される高周波
バイアス電源で、この電源10と電極8の間にはブロッ
キングコンデンサ11が接続されており、プラズマ生或
室1から電極8に向けて電界Eを発生させるように構威
されている。
バイアス電源で、この電源10と電極8の間にはブロッ
キングコンデンサ11が接続されており、プラズマ生或
室1から電極8に向けて電界Eを発生させるように構威
されている。
なお、図中符号12は、プラズマ生成室1に設けられた
ガス導入口、18は、反応室5に形成された排気口を示
している。
ガス導入口、18は、反応室5に形成された排気口を示
している。
次に、上記した装置を使用して、基板13上のレジスト
膜をパターニングする場合について説明14 ?る。
膜をパターニングする場合について説明14 ?る。
まず前処理として、第3図に示すように、基板13の上
にアルミニウム膜14を形成し、その上に、エッチング
対象となる2μmの有機系レジスト膜15と、エッチン
グストッパーとなる300nmのSOG膜16と、1μ
mの有機系レジスト膜17とを順に形成する。
にアルミニウム膜14を形成し、その上に、エッチング
対象となる2μmの有機系レジスト膜15と、エッチン
グストッパーとなる300nmのSOG膜16と、1μ
mの有機系レジスト膜17とを順に形成する。
そして、第3図(a)に示すように、上層のレジスト膜
l7を露光、現像して窓18を形成し(第3図(b))
、この後に、窓18から露出したSOC膜16を高周波
プラズマエッチング法等によってパターニングする(第
3図(C)〉。このエッチングには、CF.とCllh
を含むガスを使用する。
l7を露光、現像して窓18を形成し(第3図(b))
、この後に、窓18から露出したSOC膜16を高周波
プラズマエッチング法等によってパターニングする(第
3図(C)〉。このエッチングには、CF.とCllh
を含むガスを使用する。
そして、このような処理を終えた基板13を仕切板6か
ら20cm程度離して反応室5の電極8の上に置いて該
基板13を常温以下に冷却し、ついで、プラズマ生成室
1内及び反応室5内の圧力をI X 1 0−’Tor
rに減圧するとともに、ガス導入口12から酸素(0■
)を導入する。
ら20cm程度離して反応室5の電極8の上に置いて該
基板13を常温以下に冷却し、ついで、プラズマ生成室
1内及び反応室5内の圧力をI X 1 0−’Tor
rに減圧するとともに、ガス導入口12から酸素(0■
)を導入する。
また、マイクロ波導入口4を通してプラズマ生15
或室1内に1問のマイクロ波を照射するとともに、マイ
クロ波導入口4から数cm離れたプラズマ生或室1内の
磁界H1が875Gsとなるようにマグネット2を調整
して、ここで共鳴磁界を発生さゼる。
クロ波導入口4から数cm離れたプラズマ生或室1内の
磁界H1が875Gsとなるようにマグネット2を調整
して、ここで共鳴磁界を発生さゼる。
この場合の磁界は、反応室5内の電極29向きに発生さ
せる。
せる。
さらに、高周波電源10に60W、200kHzの電力
を供給することにより、プラズマ生或室1から反応室5
内に到る方向に電界Hを発生さセる。
を供給することにより、プラズマ生或室1から反応室5
内に到る方向に電界Hを発生さセる。
このような状態で、反応室5周囲のマグネット9によっ
て生じる磁界H2を調整することにより、第2図に示す
ように、共鳴磁界発生領域と基板l3表面との中間点L
における磁束密度が共鳴磁界の磁束密度の1/3程度と
なるようにする。
て生じる磁界H2を調整することにより、第2図に示す
ように、共鳴磁界発生領域と基板l3表面との中間点L
における磁束密度が共鳴磁界の磁束密度の1/3程度と
なるようにする。
そして、このような条件の下では、共鳴磁界発生領域か
ら基板13にかけて存在する磁界の強度が、基板13に
向けて緩やかに減少することになる。
ら基板13にかけて存在する磁界の強度が、基板13に
向けて緩やかに減少することになる。
この結果、プラズマを効率良く基板13まで輸送できる
ことになる。
ことになる。
16
このため、下層のレジスト膜15に対して垂直方向に進
むイオンの量が従来に比べて増加することになり、レジ
スト膜15に多くの方向性の揃った酸素イオンが供給さ
れ、その断面形状が垂直にパターニングされる(第3図
(d))。この場合のエノヂング速度は3000人/m
inとなり、従来装置によるエソチング速度1500人
/minの2倍の大きさとなることが確認された。
むイオンの量が従来に比べて増加することになり、レジ
スト膜15に多くの方向性の揃った酸素イオンが供給さ
れ、その断面形状が垂直にパターニングされる(第3図
(d))。この場合のエノヂング速度は3000人/m
inとなり、従来装置によるエソチング速度1500人
/minの2倍の大きさとなることが確認された。
また、反応室5周囲のマグネット9による磁界の強さを
調整し、中間点tの磁束密度を変えてエチングレートと
断面形状を調査したところ、第1表に示すような結果が
得られた。
調整し、中間点tの磁束密度を変えてエチングレートと
断面形状を調査したところ、第1表に示すような結果が
得られた。
なお、中間点tの磁束密度を800Gsにすると、磁界
による円運動が減少しないために、方向性の乱れたイオ
ンが存在するため、サイドエッチングが生じる。
による円運動が減少しないために、方向性の乱れたイオ
ンが存在するため、サイドエッチングが生じる。
(以下、余白)
17
表
1
(b)本発明の第2の実施例の説明
第4図は、本発明の第2の実施例を示す装置の構或図で
あって、図中符号2lは、共鳴サイクロトロン現象によ
りプラズマを発生させる円筒状のプラズマ生戒室で、そ
の一端には、マイクロ波導入管22に通じるマイクロ波
導入口23が設けられ、他端には、隣接した反応室24
との境界をなす仕切板25が設けられており、また、仕
切板25には、プラズマを反応室24に供給するための
開口26が形成されている。
あって、図中符号2lは、共鳴サイクロトロン現象によ
りプラズマを発生させる円筒状のプラズマ生戒室で、そ
の一端には、マイクロ波導入管22に通じるマイクロ波
導入口23が設けられ、他端には、隣接した反応室24
との境界をなす仕切板25が設けられており、また、仕
切板25には、プラズマを反応室24に供給するための
開口26が形成されている。
18
?らに、プラズマ生或室21の周囲には、一定の間隔を
おいて2つのマグネット27、2日が設けられており、
これらのマグネント27、28によってプラズマ生或室
1内で共鳴磁界H,を発生させるとともに、第5図に示
すように、共鳴磁界よりも強度の小さな極小磁界H1、
7及び極大磁界H■8を共鳴磁界発生領域から仕切板2
5にかけて順に発生させ、共鳴磁界H3と極大磁界H
I1aXとの間にミラー磁界が生じるように構威されて
いる。
おいて2つのマグネット27、2日が設けられており、
これらのマグネント27、28によってプラズマ生或室
1内で共鳴磁界H,を発生させるとともに、第5図に示
すように、共鳴磁界よりも強度の小さな極小磁界H1、
7及び極大磁界H■8を共鳴磁界発生領域から仕切板2
5にかけて順に発生させ、共鳴磁界H3と極大磁界H
I1aXとの間にミラー磁界が生じるように構威されて
いる。
29は、仕切板25の開口26に対向する反応室24に
設けられた電極で、この電極29と接地線GNDの間に
は高周波バイアス電源30が接続され、また、高周波バ
イアス電B30と電極29の間にはブロンキングコンデ
ンサ31が接続されており、プラズマ生或室1から電極
29に到る方向に電界Eを発生させるように構威されて
いる。
設けられた電極で、この電極29と接地線GNDの間に
は高周波バイアス電源30が接続され、また、高周波バ
イアス電B30と電極29の間にはブロンキングコンデ
ンサ31が接続されており、プラズマ生或室1から電極
29に到る方向に電界Eを発生させるように構威されて
いる。
なお、図中符号32は、プラズマ生成室21に設けられ
たガス導入口、33は、反応室24に設けられた排気口
、13は、電極29上に載置され19 ?基ヰ反を示している。
たガス導入口、33は、反応室24に設けられた排気口
、13は、電極29上に載置され19 ?基ヰ反を示している。
次に、上記した装置を使用して、基板13上に形成され
たレジスト膜をパターニングする場合について説明する
。
たレジスト膜をパターニングする場合について説明する
。
まず前処理として、第1実施例と同様な処理を行い、基
板13の上にアルごニウム膜14、レジスト膜15、S
OG膜l6及びレジスト膜17を順に積層した後(第3
図(a))、上層のレジスト膜l7を露光、現像して窓
18を形成し(第3図(b)〉、この後に、窓18から
露出したSOC膜16をエッチングする(第3図(C)
)。
板13の上にアルごニウム膜14、レジスト膜15、S
OG膜l6及びレジスト膜17を順に積層した後(第3
図(a))、上層のレジスト膜l7を露光、現像して窓
18を形成し(第3図(b)〉、この後に、窓18から
露出したSOC膜16をエッチングする(第3図(C)
)。
そして、このような処理を終えた基板l3を仕切板25
から20cm程度離して反応室24の電極29の上に置
き、ついで、プラズマ生或室21内及び反応室24内の
圧力をI X 1 0 −’Torrに減圧するととも
に、ガス導入口32から酸素(0■)を導入する。
から20cm程度離して反応室24の電極29の上に置
き、ついで、プラズマ生或室21内及び反応室24内の
圧力をI X 1 0 −’Torrに減圧するととも
に、ガス導入口32から酸素(0■)を導入する。
また、マイクロ波導入口23からプラズマ生或室21内
に1kHのマイクロ波を照射する一方、マイクロ波導入
口23から数cm程度プラズマ生戒室20 2lに入った領域の磁束密度が875Gsとなるように
マグネット27、28を調整し、その領域で共鳴磁界を
発生させるとともに、第5図に示すように、仕切板25
方向に極小磁界H.,1と極大磁界H...を順に発生
させる。この場合、極小磁界H,.7における磁束密度
を437.50s 、極大磁界H maxの磁束密度を
700Gsとする。
に1kHのマイクロ波を照射する一方、マイクロ波導入
口23から数cm程度プラズマ生戒室20 2lに入った領域の磁束密度が875Gsとなるように
マグネット27、28を調整し、その領域で共鳴磁界を
発生させるとともに、第5図に示すように、仕切板25
方向に極小磁界H.,1と極大磁界H...を順に発生
させる。この場合、極小磁界H,.7における磁束密度
を437.50s 、極大磁界H maxの磁束密度を
700Gsとする。
この場合の極大磁界は、共鳴磁界と基板13との中間点
よりも共鳴磁界寄りに発生させてもよい。
よりも共鳴磁界寄りに発生させてもよい。
さらに、高周波電源30に60W、200kHzの電力
を供給し、プラズマ生或室21から反応室24内に出る
磁界と同一方向の電界Eを発生させる。
を供給し、プラズマ生或室21から反応室24内に出る
磁界と同一方向の電界Eを発生させる。
このような条件において、プラズマ発生室21に生じた
極小磁界I1。,7の近傍でプラズマが閉じ込められた
状態になり、高密度の酸素プラズマが発生するために、
電界已により基板13に引かれるプラズマの量が増大す
る。
極小磁界I1。,7の近傍でプラズマが閉じ込められた
状態になり、高密度の酸素プラズマが発生するために、
電界已により基板13に引かれるプラズマの量が増大す
る。
この結果、エッチングに寄与する酸素プラズマの量が増
え、しかも、これらの酸素プラズマが電21 界により十分に加速されて基板13面に垂直となる方向
に進むことになるため、磁界が反応室5内で象、峻に減
衰しても、下層のレジスト膜15の断面形状が垂直にパ
ターニングされることになる(第3図(d))。この場
合の、エソチング速度は4000人/minとなり、従
来装置によるエッチング速度1500入/ m i n
の2倍以上の大きさが得られた。
え、しかも、これらの酸素プラズマが電21 界により十分に加速されて基板13面に垂直となる方向
に進むことになるため、磁界が反応室5内で象、峻に減
衰しても、下層のレジスト膜15の断面形状が垂直にパ
ターニングされることになる(第3図(d))。この場
合の、エソチング速度は4000人/minとなり、従
来装置によるエッチング速度1500入/ m i n
の2倍以上の大きさが得られた。
また、極小磁界H1。と極大磁界H−8とを変えて、エ
ッチングレートを調査すると、第2表に示すような結果
が得られ、極小磁界H m + nをある程度以上大き
くするとエッチングレートが小さくなることが明らかに
なった。これは、極小磁界Hい.。を大きくすることに
より、共鳴磁界発生領域が広がり、ミラー磁界によるプ
ラズマの閉込め効果が少なくなるからと考えられる。
ッチングレートを調査すると、第2表に示すような結果
が得られ、極小磁界H m + nをある程度以上大き
くするとエッチングレートが小さくなることが明らかに
なった。これは、極小磁界Hい.。を大きくすることに
より、共鳴磁界発生領域が広がり、ミラー磁界によるプ
ラズマの閉込め効果が少なくなるからと考えられる。
(以下余白)
22
表
2
なお、この実施例においては、プラズマ発生室21周囲
のマグネント27、28を間隔をおいて2つ設けたが、
2つマグネソト27、28の間に逆向きの磁界を発生す
る第3のマグネットを設けてミラー磁界を発生させるこ
とも可能である。
のマグネント27、28を間隔をおいて2つ設けたが、
2つマグネソト27、28の間に逆向きの磁界を発生す
る第3のマグネットを設けてミラー磁界を発生させるこ
とも可能である。
さらに、第1実施例と組み合わせて、ミラー磁場形状を
緩やかに減少させることにより、より高速なエッチング
速度を得ることが可能となる。
緩やかに減少させることにより、より高速なエッチング
速度を得ることが可能となる。
23
(c)本発明の他の実施例の説明
上記した実施例では、ECRプラズマエッチング装置に
ついて説明したが、膜形戒用のガスを供給するためのガ
ス導入口を反応室5、24に設け(図示せず)、ECR
プラズマCVD装置として使用することも可能である。
ついて説明したが、膜形戒用のガスを供給するためのガ
ス導入口を反応室5、24に設け(図示せず)、ECR
プラズマCVD装置として使用することも可能である。
例えば、プラズマ発生室1、21のガス導入口12、3
2から窒素を導入し、窒素プラズマを生成してこれを基
板13に垂直に供給するとともに、反応室5、24にシ
ランガスを導入して基板13に供給すれば、基板13に
窒化膜が形成されることになり、この膜の威長速度が速
くなり、膜質も向上する。
2から窒素を導入し、窒素プラズマを生成してこれを基
板13に垂直に供給するとともに、反応室5、24にシ
ランガスを導入して基板13に供給すれば、基板13に
窒化膜が形成されることになり、この膜の威長速度が速
くなり、膜質も向上する。
また、上記した実施例では、レジスト膜15をパターニ
ングする場合について説明したが、多結晶シリコン、タ
ングステン、モリブデン、チタン、タンタル、チタンシ
リザイド、モリブデンシリサイド、タンタルシリサイド
、チタンシリサイド、アルミニウム、アルξニウム合金
、シリコン、酸化シリコン等の膜をエッチングする場合
にも上記24 ?置を適用することができる。
ングする場合について説明したが、多結晶シリコン、タ
ングステン、モリブデン、チタン、タンタル、チタンシ
リザイド、モリブデンシリサイド、タンタルシリサイド
、チタンシリサイド、アルミニウム、アルξニウム合金
、シリコン、酸化シリコン等の膜をエッチングする場合
にも上記24 ?置を適用することができる。
さらに、ECRプラズマCVD装置により膜を形成する
場合には、窒化膜だけでな<、SiO■膜、PSG膜等
を堆積することも可能である。
場合には、窒化膜だけでな<、SiO■膜、PSG膜等
を堆積することも可能である。
以上述べたように第1の発明によれば、共鳴磁界からタ
ーゲソトへの磁界の減少を緩やかにする磁界調整器を設
けたので、プラズマを電界により加速するにしたがい、
磁界による拘束を徐々に解くことができ、ターゲットに
到達するイオンの量を増加するとともに、イオンがター
ゲットに到達する際に、垂直に移動させることが可能に
なる。
ーゲソトへの磁界の減少を緩やかにする磁界調整器を設
けたので、プラズマを電界により加速するにしたがい、
磁界による拘束を徐々に解くことができ、ターゲットに
到達するイオンの量を増加するとともに、イオンがター
ゲットに到達する際に、垂直に移動させることが可能に
なる。
この結果、多くのイオンをターゲットに垂直に供給する
ことが可能になり、エッチングや或膜に寄与するガズプ
ラズマの量を増加させてエッチング速度や膜成長速度を
高くすることができる。
ことが可能になり、エッチングや或膜に寄与するガズプ
ラズマの量を増加させてエッチング速度や膜成長速度を
高くすることができる。
また、第2の発明によれば、共鳴磁界の近傍に旦ラー磁
界を発生させるマグネットを設けたので、共鳴磁界で発
生したプラズマをミラー磁界により25 閉し込めてプラズマの密度を高めることができ、電界に
よってターゲットに移動されるイオンの量を増加させる
ことが可能になる。
界を発生させるマグネットを設けたので、共鳴磁界で発
生したプラズマをミラー磁界により25 閉し込めてプラズマの密度を高めることができ、電界に
よってターゲットに移動されるイオンの量を増加させる
ことが可能になる。
したがって、多くのイオンをターゲントに供給すること
が可能になり、エッチングや或膜に寄与するガズプラズ
マの量が増加してエノチング速度や膜成長速度を高くす
ることができる。
が可能になり、エッチングや或膜に寄与するガズプラズ
マの量が増加してエノチング速度や膜成長速度を高くす
ることができる。
第1図は、本発明の第1実施例を示すECRプラズマエ
ッチング装置の構威図、 第2図は、本発明の第1実施例装置における磁束密度の
分布図、 第3図は、本発明装置により膜をエソチングする一例を
示す断面図、 第4図は、本発明の第2実施例を示すECRプラズマエ
ッチング装置の構或図、 第5図は、本発明の第2実施例装置における磁束密度の
分布図、 第6図は、従来のECRプラズマエッチング装置の構或
図、 26 第7図は、従来装置における磁束密度の分布図である。 (符号の説明) 1・・・プラズマ生戒室、 2・・・マグネット、 4・・・マイクロ波導入口、 5・・・反応室、 8・・・電極、 9・・・マグネット、 10・・・高周波電源、 11・・・フロッキングコンデンサ、 13・・・基板(ターゲット)、 2l・・・プラズマ生戊室、 23・・・マイクロ波導入口、 24・・・反応室、 27、2日・・・マグネット、 29・・・電極、 30・・・高周波電源、 31・・・プロッキングコンデンサ。 27 峙
ッチング装置の構威図、 第2図は、本発明の第1実施例装置における磁束密度の
分布図、 第3図は、本発明装置により膜をエソチングする一例を
示す断面図、 第4図は、本発明の第2実施例を示すECRプラズマエ
ッチング装置の構或図、 第5図は、本発明の第2実施例装置における磁束密度の
分布図、 第6図は、従来のECRプラズマエッチング装置の構或
図、 26 第7図は、従来装置における磁束密度の分布図である。 (符号の説明) 1・・・プラズマ生戒室、 2・・・マグネット、 4・・・マイクロ波導入口、 5・・・反応室、 8・・・電極、 9・・・マグネット、 10・・・高周波電源、 11・・・フロッキングコンデンサ、 13・・・基板(ターゲット)、 2l・・・プラズマ生戊室、 23・・・マイクロ波導入口、 24・・・反応室、 27、2日・・・マグネット、 29・・・電極、 30・・・高周波電源、 31・・・プロッキングコンデンサ。 27 峙
Claims (11)
- (1)共鳴磁界が発生した領域にマイクロ波及び反応ガ
スを導入して前記反応ガスのプラズマを発生させ、前記
プラズマを被処理基板表面に移動させて前記被処理基板
の処理を施す半導体装置の製造方法において、 共鳴磁界発生領域から前記被処理基板に向けて形成され
る磁界の強度を緩やかに減少させることを特徴とする半
導体装置の製造方法。 - (2)前記共鳴磁界発生領域から前記被処理基板に向け
て形成される磁界の強度は、前記共鳴磁界発生領域から
前記被処理基板までの二分の一の地点において、前記共
鳴磁界発生領域に於ける磁界の三分の一以上であること
を特徴とする請求項(1)記載の半導体装置の製造方法
。 - (3)共鳴磁界が発生した領域にマイクロ波及び反応ガ
スを導入して前記反応ガスのプラズマを発生させ、前記
プラズマを被処理基板の表面に移動させて前記被処理基
板に処理を施す半導体装置の製造方法において、 共鳴磁界発生領域から被処理基板までの間でミラー磁界
を発生させ、且つ前記ミラー磁界は、共鳴磁界発生領域
から被処理基板までの間の二分の一の地点から共鳴磁界
発生領域側で、極小値から極大値へと変化し、再び減少
を開始することを特徴とする半導体装置の製造方法。 - (4)反応ガスのプラズマがエッチング性を有しており
、被処理基板に対してエッチング処理を施すことを特徴
とする請求項(1)又は(3)記載の半導体装置の製造
方法。 - (5)前記基板を常温以下に冷却することを特徴とする
請求項(4)記載の半導体装置の製造方法。 - (6)反応ガスが酸素を含むガスであることを特徴とす
る請求項(4)又は(5)記載の半導体装置の製造方法
。 - (7)反応ガスのプラズマが膜堆積性を有しており、被
処理基板上に膜成長を行うことを特徴とする請求項(1
)又は(3)記載の半導体装置の製造方法。 - (8)前記被処理基板を常温以上に加熱することを特徴
とする請求項(7)記載の半導体装置の製造方法。 - (9)共鳴磁界を発生させる磁界発生器と、該共鳴磁界
の発生領域にマイクロ波を導入するマイクロ波導入部と
、 前記共鳴磁界の発生領域において生成されたプラズマを
被処理基板に向けて移動させる電界を形成する電界発生
器と、 前記共鳴磁界発生領域から前記被処理基板に向けて形成
される磁界の強度を緩やかに減少させる磁界調整器とを
備えたことを特徴とする半導体製造装置。 - (10)前記磁界調整器は、共鳴磁界発生領域から被処
理基板までの距離の二分の一の地点に於ける磁界を前記
共鳴磁界発生領域に於ける磁界の三分の一以上にせしめ
ることを特徴とする請求項(9)記載の半導体製造装置
。 - (11)共鳴磁界を発生させる共鳴磁界発生手段及び該
共鳴磁界の発生領域近傍にミラー磁界を発生させるミラ
ー磁界発生手段と、 前記共鳴磁界の発生領域にマイクロ波を導入するマイク
ロ波導入部と、 前記共鳴磁界の発生領域において生成されたプラズマを
、前記ミラー磁界を通して被処理基板に向けて移動させ
る電界を形成する電界発生器とを備え、 前記ミラー磁界発生手段は、共鳴磁界発生領域から被処
理基板までの間の二分の一の地点から共鳴磁界側でミラ
ー磁界が極小値から極大値に変化、再び減少を開始する
様に設定されることを特徴とする半導体装置の製造装置
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30152889A JPH03161928A (ja) | 1989-11-20 | 1989-11-20 | 半導体装置の製造方法及び製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30152889A JPH03161928A (ja) | 1989-11-20 | 1989-11-20 | 半導体装置の製造方法及び製造装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03161928A true JPH03161928A (ja) | 1991-07-11 |
Family
ID=17898018
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30152889A Pending JPH03161928A (ja) | 1989-11-20 | 1989-11-20 | 半導体装置の製造方法及び製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03161928A (ja) |
-
1989
- 1989-11-20 JP JP30152889A patent/JPH03161928A/ja active Pending
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